[发明专利]太阳能收集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量收集系统。

在一种形式中，本发明具有用于将太阳能转换为热能和/或电能的系统，诸如光生伏打电池的应用。

以下与对于光生伏打电池(PV电池)的使用相关联地描述本发明是方便的，但是，应当明白，本发明不仅仅限于那种使用。

背景技术

已知使用光生伏打电池从自太阳接收的光辐射中产生电。所述光生伏打电池传统上被安装在平板上、在保护玻璃层下面、在基本上在所述板的整个表面上延伸的阵列中，以便最大化电输出。所述板可以被安装在双轴跟踪组件上，以使得所述板可以连续地面向太阳。

当前在现有技术的光生伏打电池和板的使用上存在多个问题，诸如：

●当前的家用光生伏打电池的成本相对于输出效率被认为太贵。利用一般存在的板和甚至高效率电池与太阳的跟踪，仅大约30％的太阳能被转换为有用输出，

●可以例如在每个电池上方使用点聚焦集中器透镜来提高入射到每个电池上的光量，但是，那就需要限制集中的太阳能的程度，这是因为由于在每个电池的收集面上变化的能量强度和/或温度升高而导致的光生伏打电池的降质，

●在较高能量的集中器布置中，对于光生伏打电池使用放大意味着需要有效地冷却电池。结果产生的热能通常被丢弃，即使其可以是从光生伏打电池电获得的能量的四倍(依赖于电池效率)，

●为了从太阳能电池板获得相对最大的输出，必须跟踪太阳。在诸如纬度37度的区域中，可以使用这样的跟踪组件将以例如17％效率运行的光生伏打电池的板的电输出提高平均60％，以将电池效率有效提高到27％。但是，作为用于驱动所述组件所需的设备成本和寄生耗用功率的结果，提供跟踪系统造价昂贵，

●本发明人已经认识到，在没有跟踪的情况下，太阳光线的受光角对于延长期限较低，因此所产生的功率被大大降低，

●本发明人已经认识到，现有的跟踪体制具有许多可靠性问题。一种这样的问题是需要以二维跟踪太阳。与工业和商业设备所需的功率产生相比较，寄生能量损耗被认为太大，

●本发明人也认识到，PV系统，特别是超过5平方米的那些PV系统有较高的固定成本，所述超过5平方米的那些PV系统被需要提供电能以及作为太阳能加热系统。这种尺寸的太阳能加热系统大大地增加了设备的成本和尺寸，而不提供显著的热能用于实用。

本说明书中的文件、器件、行为或者知识的任何讨论被包括以说明本发明的上下文。其不应当被认为是承认这里的公开和权利要求的优先权日或者之前，任何材料形成在澳大利亚或者其它地区中的相关领域中的现有技术基础或者公知常识的一部分。

发明内容

按照本发明的一个发明方面，提供了一种收集方法和一种具有透镜的能量收集系统，所述透镜用于沿着将辐射转换为电能和/或热能的主体的延伸区域集中辐射。

按照本发明的另一个发明方面，所述透镜被设计成具有与透镜大致垂直延伸的焦平面，使得透镜表面上的入射辐射以大致均匀的方式折射在所述区域上。优选的是，所述透镜是菲涅耳透镜。

按照另一个方面，一种支架被提供并适用于太阳能收集系统，如上所述，所述支架包括：第一壁，其具有第一表面，所述第一表面和冬至时的太阳位置大致成一直线；第二壁，其具有第二表面，所述第二表面和夏至时的太阳位置大致成一直线。

优选的是，所述第一和第二表面的至少一个至少部分地反光。

按照本发明的另一个方面，提供了一种齿，其适用于太阳能收集系统中的透镜，按照在此公开的方程1、2和/或3来设计所述齿。

所述透镜将入射的太阳辐射集中到主体的延伸区域上，所述主体适用于将所述辐射转换为电能和/或热能。

按照另一个发明方面，将所述透镜支撑在具有枢轴结构的支架上，以允许一般仅仅在与所述延伸区域横切的东/西方向上旋转，以便跟踪所述入射辐射。

在说明书中公开和/或在形成本发明的说明书的一部分的所附权利要求中限定了其它方面和优选方面。